1、零焦距:焦点在工件表面
一般适用于切割5mm以下的薄碳钢等工件。使用时,切割机的焦点选择靠近工件表面。上下表面的光洁度不同。一般来说,靠近焦点的切割面比较光滑,而远离切割焦点的下表面比较粗糙。该模式应根据实际应用中上下表面的工艺要求来确定。
二、正焦距:聚焦在工件表面
当你需要切割的工件是不锈钢或铝钢板时,切割点通常在工件上。但是,这种方法的一个缺点是,由于聚焦原理,切割宽度相对大于工件表面的切割点。同时,该模式所需的切割气流较大,温度充足,切割穿孔时间稍长。因此,在选择工件材料时,以不锈钢或硬度高的铝材为主。
三、负焦距:焦点在工件表面下方
因为切割点不位于被切削材料表面或被切削材料内部,而是位于被切削材料上方。这种方法主要用于切割厚度较大的材料。之所以采用这种方式将焦点定位在切割材料上方,主要是因为厚板需要较大的切割宽度,否则喷嘴输送的氧气很可能不足,切割温度会下降。但这种方法的一个缺点是切割面比较粗糙,不适合高精度切割。在激光切割过程中,使激光焦点与加工对象的相对位置保持在一个合理、恒定的值,已成为激光切割过程中的关键技术。
激光切割焦点位置自动跟踪系统可以从以下两个方面考虑:
(1)如何稳定、可靠、方便地检测激光焦点与加工对象的相对位置
激光加工属于非接触加工,不能直接检测聚焦位置,由聚焦镜与加工物体表面的距离决定。因此,常用的方法是检测聚焦镜与被加工物表面的距离,从而间接检测出激光焦点与被加工物表面的相对位置。
(2)在检测到激光焦点和加工对象的位置变化后,如何快速补偿偏差,即步进电机实现的位置跟踪系统的设计问题。由于单片机性能相对简单,难以实现更复杂的控制策略,普通步进电机的动态特性也比较差,难以满足激光聚焦跟踪的快速要求。为了克服上述缺点,基于运动控制器的激光自动对焦跟踪系统,采用光学编码器作为位移传感器,利用运动控制器的主从跟踪(电子齿轮)功能,对焦点位置进行快速补偿。